JP7654780B2 - Secondary battery - Google Patents
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Description
本出願は、2021年4月15日付け出願の韓国特許出願第10-2021-0049380号に基づく優先権を主張する。 This application claims priority to Korean Patent Application No. 10-2021-0049380, filed on April 15, 2021.
本発明は、二次電池に関し、より詳しくは、ベント部材を備えた二次電池に関する。 The present invention relates to a secondary battery, and more specifically to a secondary battery equipped with a vent member.
多様な製品に適用可能であって、高いエネルギー密度などの電気的特性に優れた二次電池は、携帯用機器だけでなく、電力で駆動する電気自動車(EV:electric vehicle)またはハイブリッド電気自動車(HEV:hybrid EV)にも広く適用されている。このような二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少させるだけでなく、エネルギー消費過程で副産物が発生しないという点で環境にやさしく、エネルギー効率向上のための新たなエネルギー源として注目されている。 Secondary batteries, which can be applied to a variety of products and have excellent electrical properties such as high energy density, are widely used not only in portable devices but also in electric vehicles (EVs) and hybrid electric vehicles (HEVs). Such secondary batteries are attracting attention as a new energy source that not only dramatically reduces the use of fossil fuels but also is environmentally friendly as no by-products are generated during the energy consumption process, improving energy efficiency.
現在広く使用されている二次電池としては、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池などが挙げられる。 Secondary batteries that are currently in widespread use include lithium ion batteries, lithium polymer batteries, nickel cadmium batteries, nickel metal hydride batteries, and nickel zinc batteries.
二次電池は、一般に、正極/分離膜/負極の構造を有する少なくとも一つの単位セルを含む電極組立体を、外層、金属バリアー層、シーラント層が順次に積層されたラミネートシートからなるケースに収納し、前記シーラント層のシーラント樹脂を融着して電極組立体を封止した構造を有する。 A secondary battery generally has a structure in which an electrode assembly including at least one unit cell having a positive electrode/separator/negative electrode structure is housed in a case made of a laminate sheet in which an outer layer, a metal barrier layer, and a sealant layer are laminated in that order, and the electrode assembly is sealed by fusing the sealant resin of the sealant layer.
従来、二次電池においては、二次電池内部の短絡、過充電または過放電、温度調節などの多様な原因により発火することがある。このとき、二次電池の内部温度が急激に上昇すると同時に隣接セルへと熱が伝達される熱暴走現象(thermal propagation)が発生し、火災がさらに広がるおそれがある。 Conventionally, secondary batteries can catch fire due to a variety of reasons, including short circuits inside the secondary battery, overcharging or over-discharging, and temperature regulation. When this happens, the internal temperature of the secondary battery rises rapidly and at the same time, a thermal propagation phenomenon occurs in which heat is transferred to adjacent cells, which can cause the fire to spread further.
熱暴走現象が発生したとき、すなわち二次電池の内部温度が上昇するとき、ガスによる電極の損傷を最小化するため、ガスを一方向に排出するディレクショナル・ベンティング(directional venting)特性が要求される。しかし、従来の二次電池は、特定方向にガス排出を誘導し難いという問題がある。 When thermal runaway occurs, i.e. when the internal temperature of a secondary battery rises, a directional venting characteristic that allows gas to be exhausted in one direction is required to minimize damage to the electrodes caused by gas. However, conventional secondary batteries have a problem in that it is difficult to induce gas exhaust in a specific direction.
したがって、本発明は、特定方向にガス排出を誘導して安全性が向上した二次電池を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention aims to provide a secondary battery with improved safety by directing gas exhaust in a specific direction.
本発明が解決しようとする課題は、特定方向へとガス排出を誘導することで安全性が向上した二次電池を提供することである。 The problem that this invention aims to solve is to provide a secondary battery with improved safety by directing gas exhaust in a specific direction.
上記の課題を達成するため、本発明の一態様によれば、下記の具現例の二次電池が提供される。 To achieve the above object, according to one aspect of the present invention, a secondary battery of the following embodiment is provided.
第1具現例は、
電極組立体と、
前記電極組立体に取り付けられた電極リードと、
内部に前記電極組立体を収納するケースと、
前記電極リードの外面の一部を覆い包むように形成され、前記電極リードと前記ケースとの間に介在されるリードフィルムと、
前記ケースの少なくとも一部に形成されたベント領域と、
前記ベント領域に挿入され、最下層に第1樹脂、最上層に第2樹脂、中間層に第3樹脂を含む3層以上の構造を有するベント部材と、を含み、
前記第2樹脂は、前記第1樹脂よりも融点が高い樹脂であり、
前記第3樹脂は、前記第2樹脂よりも融点が高い樹脂であることを特徴とする二次電池に関する。
The first embodiment is
An electrode assembly;
an electrode lead attached to the electrode assembly;
a case for accommodating the electrode assembly therein;
a lead film formed to cover a part of an outer surface of the electrode lead and interposed between the electrode lead and the case;
a vent area formed in at least a portion of the case;
a vent member that is inserted into the vent region and has a three or more layer structure including a first resin in a bottom layer, a second resin in a top layer, and a third resin in an intermediate layer;
The second resin has a melting point higher than that of the first resin,
The present invention relates to a secondary battery, wherein the third resin has a melting point higher than that of the second resin.
第2具現例によれば、第1具現例において、
前記中間層と前記最下層との間でベンティングが発生し得る。
According to the second embodiment, in the first embodiment,
Venting may occur between the middle layer and the bottom layer.
第3具現例によれば、第1具現例または第2具現例において、
前記第1樹脂の融点が90℃以上100℃未満であり得る。
According to a third embodiment, in the first or second embodiment,
The melting point of the first resin may be 90°C or higher and lower than 100°C.
第4具現例によれば、第1具現例~第3具現例のうちのいずれか一具現例において、
前記第1樹脂が炭素数8のコモノマー(comonomer)を有する直鎖状低密度ポリエチレンであり得る。
According to a fourth embodiment, in any one of the first to third embodiments,
The first resin may be a linear low density polyethylene having a comonomer having 8 carbon atoms.
第5具現例によれば、第1具現例~第4具現例のうちのいずれか一具現例において、
前記第1樹脂の多分散性指数(PDI:polydispersity index)が2.6未満であり得る。
According to a fifth embodiment, in any one of the first to fourth embodiments,
The first resin may have a polydispersity index (PDI) of less than 2.6.
第6具現例によれば、第4具現例または第5具現例において、
前記炭素数8のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレンにおける前記炭素数8のコモノマーの含量が、前記炭素数8のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレン100重量%に対して12重量%以上であり得る。
According to the sixth embodiment, in the fourth or fifth embodiment,
The content of the comonomer having 8 carbon atoms in the linear low-density polyethylene having a comonomer having 8 carbon atoms may be 12% by weight or more based on 100% by weight of the linear low-density polyethylene having a comonomer having 8 carbon atoms.
第7具現例によれば、第1具現例~第6具現例のうちのいずれか一具現例において、
前記第1樹脂の結晶化温度が80℃~90℃であり得る。
According to the seventh embodiment, in any one of the first to sixth embodiments,
The first resin may have a crystallization temperature of 80°C to 90°C.
第8具現例によれば、第1具現例~第7具現例のうちのいずれか一具現例において、
前記第1樹脂の重量平均分子量が100,000g/mol~250,000g/molであり得る。
According to an eighth embodiment, in any one of the first to seventh embodiments,
The first resin may have a weight average molecular weight of 100,000 g/mol to 250,000 g/mol.
第9具現例によれば、第4具現例~第8具現例のうちのいずれか一具現例において、
前記炭素数8のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレンがメタロセン(metallocene)触媒の存在下で重合されたものであり得る。
According to the ninth embodiment, in any one of the fourth to eighth embodiments,
The linear low density polyethylene having a comonomer having 8 carbon atoms may be polymerized in the presence of a metallocene catalyst.
第10具現例によれば、第1具現例~第9具現例のうちのいずれか一具現例において、
前記ケースは前記電極組立体を密封するために形成されたシーリング部を備え得、前記シーリング部はシーラント樹脂を含み得、前記ベント部材に含まれる前記炭素数8のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレンは前記シーラント樹脂よりも融点の低いものであり得る。
According to a tenth embodiment, in any one of the first to ninth embodiments,
The case may include a sealing portion formed to seal the electrode assembly, the sealing portion may include a sealant resin, and the linear low-density polyethylene having a comonomer having 8 carbon atoms contained in the vent member may have a melting point lower than that of the sealant resin.
第11具現例によれば、第1具現例~第10具現例のうちのいずれか一具現例において、
前記第2樹脂の融点が100℃~130℃であり得る。
According to an eleventh embodiment, in any one of the first to tenth embodiments,
The melting point of the second resin may be in the range of 100°C to 130°C.
第12具現例によれば、第1具現例~第11具現例のうちのいずれか一具現例において、
前記第2樹脂が炭素数6以上のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレンであり得る。
According to a twelfth embodiment, in any one of the first to eleventh embodiments,
The second resin may be a linear low density polyethylene having a comonomer having six or more carbon atoms.
第13具現例によれば、第1具現例~第12具現例のうちのいずれか一具現例において、
前記第2樹脂の多分散性指数(PDI)が2.6以上4以下であり得る。
According to a thirteenth embodiment, in any one of the first to twelfth embodiments,
The second resin may have a polydispersity index (PDI) of 2.6 or more and 4 or less.
第14具現例によれば、第12具現例または第13具現例において、
前記炭素数6以上のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレンにおける前記炭素数6以上のコモノマーの含量が、前記炭素数6以上のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレン100重量%に対して12重量%未満であり得る。
According to the fourteenth embodiment, in the twelfth or thirteenth embodiment,
The content of the comonomer having 6 or more carbon atoms in the linear low-density polyethylene having a comonomer having 6 or more carbon atoms may be less than 12% by weight, based on 100% by weight of the linear low-density polyethylene having a comonomer having 6 or more carbon atoms.
第15具現例によれば、第1具現例~第14具現例のうちのいずれか一具現例において、
前記第2樹脂の結晶化温度が90℃超過115℃以下であり得る。
According to a fifteenth embodiment, in any one of the first to fourteenth embodiments,
The second resin may have a crystallization temperature of more than 90° C. and not more than 115° C.
第16具現例によれば、第1具現例~第15具現例のうちのいずれか一具現例において、
前記第2樹脂の重量平均分子量が250,000g/mol超過400,000g/mol以下であり得る。
According to a sixteenth embodiment, in any one of the first to fifteenth embodiments,
The second resin may have a weight average molecular weight of more than 250,000 g/mol and not more than 400,000 g/mol.
第17具現例によれば、第12具現例~第16具現例のうちのいずれか一具現例において、
前記炭素数6以上のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレンがメタロセン触媒の存在下で重合されたものであり得る。
According to the seventeenth embodiment, in any one of the twelfth to sixteenth embodiments,
The linear low-density polyethylene having a comonomer having 6 or more carbon atoms may be polymerized in the presence of a metallocene catalyst.
第18具現例によれば、第1具現例~第17具現例のうちのいずれか一具現例において、
前記第3樹脂の融点が130℃超過であり得る。
According to an eighteenth embodiment, in any one of the first to seventeenth embodiments,
The melting point of the third resin may be greater than 130°C.
第19具現例によれば、第1具現例~第18具現例のうちのいずれか一具現例において、
前記第3樹脂が高密度ポリエチレン、ランダムポリプロピレン、またはこれらの混合物を含み得る。
According to the 19th embodiment, in any one of the 1st to 18th embodiments,
The third resin may include high density polyethylene, random polypropylene, or a mixture thereof.
第20具現例によれば、第1具現例~第19具現例のうちのいずれか一具現例において、
前記ベント部材が100℃以上で溶融してガスを排出するものであり得る。
According to the twentieth embodiment, in any one of the first to nineteenth embodiments,
The vent member may melt at 100° C. or higher to release gas.
第21具現例によれば、第20具現例において、
前記ベント部材が1.5atm以上の圧力でベンティングするものであり得る。
According to the twenty-first embodiment, in the twenty-first embodiment,
The vent member may be one that vents at a pressure of 1.5 atm or more.
第22具現例によれば、第1具現例~第21具現例のうちのいずれか一具現例において、
前記ベント部材の100℃以上における最大シーリング強度が6kgf/15mm未満であり得る。
According to the twenty-second embodiment, in any one of the first to twenty-first embodiments,
The vent member may have a maximum sealing strength of less than 6 kgf/15 mm at 100° C. or higher.
第23具現例によれば、第1具現例~第22具現例のうちのいずれか一具現例において、
前記ベント部材の100℃以上における平均シーリング強度が4.5kgf/15mm未満であり得る。
According to the twenty-third embodiment, in any one of the first to twenty-second embodiments,
The vent member may have an average sealing strength of less than 4.5 kgf/15 mm at 100° C. or higher.
第24具現例によれば、第1具現例~第23具現例のうちのいずれか一具現例において、
前記ベント部材の常温~60℃における最大シーリング強度が6kgf/15mm以上であり得る。
According to the twenty-fourth embodiment, in any one of the first to twenty-third embodiments,
The vent member may have a maximum sealing strength of 6 kgf/15 mm or more at room temperature to 60°C.
第25具現例によれば、第1具現例~第24具現例のうちのいずれか一具現例において、
前記ベント部材の常温~60℃における平均シーリング強度が4.5kgf/15mm以上であり得る。
According to the twenty-fifth embodiment, in any one of the first to twenty-fourth embodiments,
The vent member may have an average sealing strength of 4.5 kgf/15 mm or more at room temperature to 60°C.
第26具現例によれば、第10具現例~第25具現例のうちのいずれか一具現例において、
前記ベント領域が前記シーリング部に位置し得る。
According to the 26th embodiment, in any one of the 10th to 25th embodiments,
The vent area may be located at the sealing portion.
第27具現例によれば、第26具現例において、
前記ベント領域が前記ケースの角側のシーリング部に位置し得る。
According to the twenty-seventh embodiment, in the twenty-sixth embodiment,
The vent area may be located at a sealing portion on a corner side of the case.
第28具現例によれば、第1具現例~第27具現例のうちのいずれか一具現例において、
前記二次電池がパウチ型二次電池であり得る。
According to the twenty-eighth embodiment, in any one of the first to twenty-seventh embodiments,
The secondary battery may be a pouch-type secondary battery.
本発明の一実施形態による二次電池は、最下層に第1樹脂、最上層に前記第1樹脂よりも融点の高い第2樹脂、中間層に前記第2樹脂よりも融点の高い第3樹脂を含む3層以上の構造を有するベント部材を備えることで、ベント領域へのガス排出を誘導し易いだけでなく、ベント部材の剛性を改善することができる。これにより、電池の安全性が向上する。 The secondary battery according to one embodiment of the present invention is provided with a vent member having a three or more layer structure including a first resin in the bottom layer, a second resin having a higher melting point than the first resin in the top layer, and a third resin having a higher melting point than the second resin in the middle layer. This not only makes it easier to induce gas discharge to the vent area, but also improves the rigidity of the vent member. This improves the safety of the battery.
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施形態を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするものであるため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。 The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention and, together with the detailed description of the invention, serve to further understand the technical concept of the present invention. Therefore, the present invention should not be interpreted as being limited to only the matters described in the drawings.
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び特許請求の範囲において使われた用語や単語は通常的及び辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。 Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Prior to this, the terms and words used in this specification and claims should not be interpreted as being limited to their ordinary and dictionary meanings, but should be interpreted as having meanings and concepts that correspond to the technical ideas of the present invention, in accordance with the principle that the inventor himself can appropriately define the concepts of terms in order to best describe the invention.
したがって、本明細書に記載された実施形態及び図面に示された構成は、本発明の最も望ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。 Therefore, it should be understood that the embodiment described in this specification and the configuration shown in the drawings are merely the most preferred embodiment of the present invention and do not represent the entire technical idea of the present invention, and that there may be various equivalents and modifications that can be substituted for them at the time of this application.
本発明の一実施形態による二次電池は、電極リードが取り付けられた電極組立体と、内部に前記電極組立体を収納するケースと、前記電極リードの外面の一部を覆い包むように形成され、前記電極リードと前記ケースとの間に介在されるリードフィルムと、前記ケースの少なくとも一部に形成されたベント領域と、前記ベント領域に挿入され、最下層に第1樹脂、最上層に第2樹脂、中間層に第3樹脂を含む3層以上の構造を有するベント部材と、を含む。このとき、前記第2樹脂は前記第1樹脂よりも融点の高い樹脂であり、前記第3樹脂は前記第2樹脂よりも融点の高い樹脂である。 A secondary battery according to one embodiment of the present invention includes an electrode assembly having an electrode lead attached thereto, a case housing the electrode assembly therein, a lead film formed to cover a portion of the outer surface of the electrode lead and interposed between the electrode lead and the case, a vent region formed in at least a portion of the case, and a vent member inserted into the vent region and having a three or more layer structure including a first resin in the bottom layer, a second resin in the top layer, and a third resin in the middle layer. In this case, the second resin is a resin having a higher melting point than the first resin, and the third resin is a resin having a higher melting point than the second resin.
図1及び図2は、本発明の一実施形態による二次電池を示した図である。 Figures 1 and 2 show a secondary battery according to one embodiment of the present invention.
図1及び図2を参照すると、二次電池10は、電極リード11が取り付けられた電極組立体12、及びケース13を備える。
Referring to Figures 1 and 2, the
前記電極組立体12は、正極板、負極板、及び分離膜を含む。電極組立体12は、分離膜を介在して正極板と負極板とが順次に積層され得る。
The
正極板は、導電性に優れた金属薄板、例えばアルミニウム(Al)ホイルからなる正極集電体、及びその少なくとも一面にコーティングされた正極活物質層を含み得る。また、前記正極板は、一側端部に金属材質、例えばアルミニウム(Al)材質からなる正極タブを含み得る。前記正極タブは正極板の一側端部から突出し得る。前記正極タブは、正極板の一側端部に溶接されるかまたは導電性接着剤を用いて接合され得る。 The positive electrode plate may include a positive electrode collector made of a metal thin plate having excellent conductivity, for example, aluminum (Al) foil, and a positive electrode active material layer coated on at least one surface of the positive electrode collector. The positive electrode plate may also include a positive electrode tab made of a metal material, for example, aluminum (Al) material, at one end. The positive electrode tab may protrude from one end of the positive electrode plate. The positive electrode tab may be welded to one end of the positive electrode plate or bonded using a conductive adhesive.
負極板は、導電性金属薄板、例えば銅(Cu)ホイルからなる負極集電体、及びその少なくとも一面にコーティングされた負極活物質層を含み得る。また、前記負極板は、一側端部に金属材質、例えばニッケル(Ni)材質で形成された負極タブを含み得る。前記負極タブは負極板の一側端部から突出し得る。前記負極タブは、負極板の一側端部に溶接されるかまたは導電性接着剤を用いて接合され得る。 The negative electrode plate may include a negative electrode collector made of a conductive metal thin plate, for example, copper (Cu) foil, and a negative electrode active material layer coated on at least one surface thereof. The negative electrode plate may also include a negative electrode tab formed of a metal material, for example, nickel (Ni) material, at one end. The negative electrode tab may protrude from one end of the negative electrode plate. The negative electrode tab may be welded to one end of the negative electrode plate or bonded using a conductive adhesive.
分離膜は、正極板と負極板との間に位置し、正極板と負極板とを電気的に絶縁させる。前記分離膜は、正極板と負極板との間でリチウムイオンを通過させる多孔性膜であり得る。前記分離膜は、例えばポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、またはこれらの複合フィルムを使用した多孔性膜を含み得る。 The separator is located between the positive and negative electrode plates and electrically insulates the positive and negative electrode plates. The separator may be a porous membrane that allows lithium ions to pass between the positive and negative electrode plates. The separator may include a porous membrane using, for example, polyethylene (PE), polypropylene (PP), or a composite film thereof.
分離膜の表面には無機物コーティング層が備えられ得る。無機物コーティング層は、無機物粒子がバインダーによって互いに結合されて粒子同士の間に気孔構造(インタースティシャル・ボリューム)を形成した構造を有し得る。 The surface of the separation membrane may be provided with an inorganic coating layer. The inorganic coating layer may have a structure in which inorganic particles are bound to each other by a binder to form a pore structure (interstitial volume) between the particles.
電極組立体12は、長いシート状の正極と負極とを分離膜が介在された状態で巻き取った構造のゼリーロール型(巻取型)電極組立体、所定大きさの単位で切り取った複数の正極と負極とを分離膜を介在させた状態で順次に積層した積層型(スタック型)電極組立体、所定単位の正極と負極とを分離膜を介在させた状態で積層したバイセル(bi-cell)またはフルセル(full-cell)を巻き取った構造の積層/折り畳み型電極組立体などであり得る。
The
前記ケース13は、電極組立体12を収納する役割をする。
The
本発明の一実施形態において、前記ケース13は、図1に示されたように、電極組立体12を収納する収納部13a、及び電極組立体12を密封するために形成されたシーリング部13bを備え得る。
In one embodiment of the present invention, the
前記シーリング部13bは、シーラント樹脂を含み得、前記シーラント樹脂が前記収納部13aの外周面に沿って融着して電極組立体12を密封することができる。
The sealing
本発明の一実施形態において、前記ケース13は、外部衝撃からの保護のための外層、水分を遮断する金属バリアー層、及びケースを密封するシーラント層からなる多層構造のフィルム形態で備えられ得る。
In one embodiment of the present invention, the
前記外層は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、共重合ポリエステル、ポリカーボネート、ナイロンなどを使用したポリエステル系フィルムを含み得、単一層または多層で構成され得る。 The outer layer may include a polyester-based film using polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, copolymer polyester, polycarbonate, nylon, etc., and may be constructed as a single layer or multiple layers.
前記金属バリアー層は、アルミニウム、銅などを含み得る。 The metal barrier layer may include aluminum, copper, etc.
前記シーラント層は、シーラント樹脂を含み得、単一層または多層で構成され得る。 The sealant layer may contain a sealant resin and may be composed of a single layer or multiple layers.
前記シーラント樹脂は、ポリプロピレン(PP)、酸変性ポリプロピレン(PPa、acid modified polypropylene)、ランダムポリプロピレン、エチレンプロピレン共重合体、またはこれらのうちの二つ以上を含み得る。前記エチレンプロピレン共重合体は、エチレンプロピレンゴム、エチレン-プロピレンブロック共重合体などを含み得るが、これによって限定されない。 The sealant resin may include polypropylene (PP), acid modified polypropylene (PPa), random polypropylene, ethylene propylene copolymer, or two or more of these. The ethylene propylene copolymer may include, but is not limited to, ethylene propylene rubber, ethylene-propylene block copolymer, etc.
本発明の一実施形態において、前記ケース13はパウチ型であり得る。
In one embodiment of the present invention, the
パウチ型の電池ケース13は、上部パウチ及び下部パウチを含み得る。ケース13が上部パウチ及び下部パウチを含む場合、シーラント樹脂同士が対向するように上部パウチと下部パウチとを配置した後、対向するシーラント樹脂を熱と圧力によって相互に融着させることで電池を密封する構造を有し得る。
The pouch-
シーリング部13bの融着は熱融着、超音波による融着などであり得るが、シーリング部13bを融着可能であれば、特に制限されない。
The sealing
シーリング部13bは、一部実施形態において、ケース13の周縁で4面シーリングまたは3面シーリングされ得る。3面シーリング構造においては、上部パウチと下部パウチとを一つのパウチシートから形成した後、上部パウチと下部パウチとの境界面を折り曲げて上部パウチ及び下部パウチに形成された収納部13a同士を重ねた状態で、折曲部を除いた残り3面の周縁がシーリングされる。
In some embodiments, the sealing
前記電極リード11は、図1に示されたように、電極リード11の一部が前記ケース13の外側に露出するようにケース13に収納され得る。
The
本発明の一実施形態による二次電池10は、リードフィルム14を備える。
The
前記リードフィルム14は、前記電極リード11の外面の一部を覆い包み、電極リード11とケース13との間に介在される。例えば、リードフィルム14が、電極リード11と電極リード11がケース13から突出または延長する部分のケース13のシーリング部13bとの間に介在され、電極リード11と前記ケース13との結着を補助することができる。
The
図1及び図2を参照すると、本発明の一実施形態による二次電池10は、前記ケース13の少なくとも一部に形成されたベント領域(図示せず)を備え、前記ベント領域にベント部材15が挿入され得る。熱暴走現象が発生したとき、前記ベント部材15は、特定の方向へのガス排出を誘導して電池の安全性を向上させることができる。
Referring to FIG. 1 and FIG. 2, a
前記ベント部材15とケース13とは熱融着を通じて重なり得る。他の例として、前記ベント部材15とケース13とはグルー(glue)などの接着剤を通じて重なり得る。さらに他の例として、前記ベント部材15とケース13とはクリップなどを通じて物理的に結合され得る。さらに他の例として、ケース13を構成するフィルム、例えば、シーラント樹脂内にベント部材15の少なくとも一部が埋め込まれ得る。
The
前記ベント部材15は、3層以上の構造を有する。前記ベント部材15は、最下層15aに第1樹脂を含み、最上層15bに第2樹脂を含み、中間層15cに第3樹脂を含む。前記ベント部材15は、一面と他面とに融点が相異なる樹脂を含むことで、ベント部材15の一面でベンティングが発生することになる。これにより、ベンティング方向を一方向に容易に調節可能である。例えば、融点が最も低い第1樹脂を含むベント部材15の一面でベンティングが発生し得る。
The
ベント部材15の剛性が足りないと、電池の内圧増加時に目的とする温度及び圧力以前の条件で早期ベンティングが発生するおそれがある。前記第3樹脂を含む場合、前記第3樹脂の融点が第1樹脂及び第2樹脂の融点より高いため、第1樹脂及び/または第2樹脂のみを含む場合よりも、ベント部材15の剛性が改善できる。これにより、電池の内圧増加時に目的とする温度及び圧力以前の条件で早期ベンティングが発生することを防止することができる。
If the rigidity of the
前記ベント部材15は、正常温度の範囲、例えば常温~60℃では優れたケース13の密封性を有し、高温、例えば100℃以上ではベント部材15が挿入されたケースのシーリング強度が低下してベンティングを実現または誘発することができる。
The
図3は、本発明の一実施形態による二次電池において、ベンティングが発生する状態を示した図である。具体的には、図3は、本発明の一実施形態による二次電池に含まれたベント部材を示した断面図である。 Figure 3 is a diagram showing a state in which venting occurs in a secondary battery according to one embodiment of the present invention. Specifically, Figure 3 is a cross-sectional view showing a vent member included in a secondary battery according to one embodiment of the present invention.
図3を参照すると、電池が正常に作動する温度において、ベント部材はケースを外部から密封する役割をする。電池の異常作動によって電池の温度が過度に上昇すると、ベント部材が溶融しながら、ベント部材が挿入された部分のシーリング強度が低下する。したがって、この部分からガスが排出される。例えば、電池の内部ガスの圧力がベント部材とケースとの界面に加えられることで、ベント部材とケースとの間にギャップが形成されてそこからガスが排出され得る。 Referring to FIG. 3, at the temperature at which the battery operates normally, the vent member serves to seal the case from the outside. If the temperature of the battery rises excessively due to abnormal operation of the battery, the vent member melts and the sealing strength of the part where the vent member is inserted decreases. Therefore, gas is discharged from this part. For example, the pressure of the internal gas of the battery is applied to the interface between the vent member and the case, forming a gap between the vent member and the case, through which gas can be discharged.
例えば、電池の異常作動によって電池の温度が過度に上昇すると、中間層15c及び最上層15bよりも融点が低い、最下層15aに含まれた第1樹脂が溶融する。第1樹脂が溶融しながら、ベント部材が挿入された部分のシーリング強度が低下する。第2樹脂が第1樹脂よりも融点が高いため、最上層15bよりも最下層15aが速く溶融する。これにより、最上層15bよりも最下層15a側でベンティングが発生し易い。第3樹脂は第1樹脂及び第2樹脂よりも融点が高いため、電池の温度が上昇しても中間層15cは溶融し難い。
For example, if the battery temperature rises excessively due to abnormal operation of the battery, the first resin contained in the
図3に示されたように、中間層15cと最下層15aとの間でベンティングが発生し得る。前記中間層15cと最下層15aとの融着特性が最下層15aとケース13との融着特性よりも劣るため、中間層15cと最下層15aとの間でベンティングが発生し得る。
As shown in FIG. 3, venting may occur between the
本発明の一実施形態において、前記ベント部材15は、第1樹脂/第3樹脂/第2樹脂を順に積層した後、それを融着して製造し得る。例えば、第1樹脂/第3樹脂/第2樹脂が順に積層された後、熱融着され得る。他の例として、グルーなどの接着剤を通じて融着され得る。
In one embodiment of the present invention, the
本発明の一実施形態において、前記ベント部材15は、100℃以上でベンティングし得る。前記ベント部材15は、第2樹脂のみを含む場合よりも早期にベンティング可能である。
In one embodiment of the present invention, the
本発明の一実施形態において、前記ベント部材15は100℃以上、例えば100℃~120℃でベンティングし、収納部から電池の外部へとガスを排出または排気可能である。特に、前記ベント部材15は、100℃以上、1.5atm以上の圧力でベンティングし得る。前記ベント部材15が上述した温度範囲及び/または上述した圧力条件でベンティングすることで、電池が正常作動するときは電池の密封が可能であり、電池の異常作動時のみにガス排出を誘導することができる。
In one embodiment of the present invention, the
本発明の一実施形態において、前記ベント部材15は、第2樹脂のみを含む場合よりも、100℃以上における最大シーリング強度がさらに低くなり得る。これにより、第2樹脂のみを含む場合よりも早期にベンティング可能である。
In one embodiment of the present invention, the
本発明の一実施形態において、前記ベント部材15は、100℃以上における最大シーリング強度が6kgf/15mm未満、5kgf/15mm未満、4.5kgf/15mm未満、3kgf/15mm未満、または2.6kgf/15mm未満であり得る。本発明の一実施形態において、前記ベント部材15は、100℃~120℃における最大シーリング強度が6kgf/15mm未満、5kgf/15mm未満、4.5kgf/15mm未満、3kgf/15mm未満、または2.6kgf/15mm未満であり得る。本発明の一実施形態において、前記ベント部材15は、120℃以上における最大シーリング強度が3kgf/15mm未満、2kgf/15mm未満、1kgf/15mm未満、0.5kgf/15mm未満、0.1kgf/15mm未満、または0.05kgf/15mm未満であり得る。前記ベント部材15が上述した温度範囲で上述したシーリング強度を満たす場合、高温、例えば100℃以上においてベント部材15が挿入されたケース13部分のシーリング強度が低下し、より容易にベント特性を実現することができる。
In one embodiment of the present invention, the
本発明の一実施形態において、前記ベント部材15は、第2樹脂のみを含む場合よりも、常温~60℃における最大シーリング強度がさらに向上できる。これにより、ベント部材15の剛性が改善されて、目的とする温度及び圧力以前の早期ベンティングをより容易に防止することができる。
In one embodiment of the present invention, the
本発明の一実施形態において、前記ベント部材15は、常温~60℃における最大シーリング強度が6kgf/15mm以上、8kgf/15mm以上、10kgf/15mm以上、または13kgf/15mm以上であり得る。前記ベント部材15が上述した温度範囲で上述したシーリング強度を満たす場合、ベント部材15が挿入されていても、電池の正常作動時にベント部材15が挿入されたケース13部分が優れたシーリング強度を有して、電池の密封性を容易に確保することができる。
In one embodiment of the present invention, the
本発明の一実施形態において、前記ベント部材15は、100℃以上における最大シーリング強度が6kgf/15mm未満であり、常温~60℃における最大シーリング強度が6kgf/15mm以上であり得る。前記ベント部材15が上述したシーリング強度を満たす場合、高温、例えば100℃以上においてベント部材15が挿入されたケース13部分のシーリング強度が低下し、ベント特性を容易に実現することができる。また、電池の正常作動時にはケース13が優れたシーリング強度を有して、電池の密封性を容易に確保することができる。
In one embodiment of the present invention, the
本発明の一実施形態において、前記ベント部材15は、第2樹脂のみを含む場合よりも、100℃以上における平均シーリング強度がさらに低くなり得る。これにより、第2樹脂のみを含む場合よりも早期にベンティング可能である。
In one embodiment of the present invention, the
本発明の一実施形態において、前記ベント部材15は、100℃以上における平均シーリング強度が4.5kgf/15mm未満、3kgf/15mm未満、または2.1kgf/15mm未満であり得る。本発明の一実施形態において、前記ベント部材15は、100℃~120℃における平均シーリング強度が4.5kgf/15mm未満、3kgf/15mm未満、または2.1kgf/15mm未満であり得る。本発明の一実施形態において、前記ベント部材15は、120℃以上における平均シーリング強度が2kgf/15mm未満、1kgf/15mm未満、0.5kgf/15mm未満、0.1kgf/15mm未満、または0.05kgf/15mm未満であり得る。前記ベント部材15が上述した温度範囲で上述したシーリング強度を満たす場合、高温、例えば100℃以上においてベント部材15が挿入されたケース13部分のシーリング強度が低下し、より容易にベント特性を実現することができる。
In one embodiment of the present invention, the
本発明の一実施形態において、前記ベント部材15は、第2樹脂のみを含む場合よりも、常温~60℃における平均シーリング強度がさらに向上し得る。これにより、ベント部材15の剛性が改善されて、目的とする温度及び圧力以前の早期ベンティングをより容易に防止することができる。
In one embodiment of the present invention, the
本発明の一実施形態において、前記ベント部材15は、常温~60℃における平均シーリング強度が4.5kgf/15mm以上、5kgf/15mm以上、6kgf/15mm以上、7kgf/15mm以上、または8kgf/15mm以上であり得る。前記ベント部材15が上述した温度範囲で上述したシーリング強度を満たす場合、ベント部材15が挿入されていても、電池の正常作動時にベント部材15が挿入されたケース13部分が優れたシーリング強度を有して、電池の密封性を容易に確保することができる。
In one embodiment of the present invention, the
本発明の一実施形態において、前記ベント部材15は、100℃以上における平均シーリング強度が4.5kgf/15mm未満であり、常温~60℃における平均シーリング強度が4.5kgf/15mm以上であり得る。前記ベント部材15が上述した温度範囲で上述したシーリング強度を有する場合、高温、例えば100℃以上においてベント部材15が挿入されたケース13部分のシーリング強度が低下し、ベント特性を容易に実現することができる。また、ケース13が電池の正常作動時に優れたシーリング強度を有して、電池の密封性を容易に確保することができる。
In one embodiment of the present invention, the
温度に応じたベント部材15のシーリング強度は、ベント部材15が挿入された部分のケース13を幅15mm、長さ5cmで裁断した後、両端を180゜開いてUTM治具に固定し、5mm/分の速度で引張テストを行って測定し得る。
The sealing strength of the
このとき、最大シーリング強度は、ケース13が破断するときの最大値を意味する。また、平均シーリング強度は、最大シーリング強度が4.5kgf/15mm以上である場合は、4.5kgf/15mmでケース13が8mmだけ延伸したときの平均値を意味し、最大シーリング強度が4.5kgf/15mm未満である場合は、最大シーリング強度でケース13が8mmだけ延伸したときの平均値を意味する。
In this case, the maximum sealing strength means the maximum value at which the
本発明の一実施形態において、前記第1樹脂の融点は100℃未満であり得る。例えば、前記第1樹脂の融点は、90℃以上100℃未満、90℃~99℃、または95℃~99℃であり得る。前記第1樹脂の融点が上述した範囲を満たす場合、高温、例えば100℃以上においてベント部材15が挿入されたケース13部分のシーリング強度が低下し、より容易にベント特性を実現することができる。特に、第2樹脂のみを含む場合よりも早期にベンティング可能である。
In one embodiment of the present invention, the melting point of the first resin may be less than 100°C. For example, the melting point of the first resin may be 90°C or more and less than 100°C, 90°C to 99°C, or 95°C to 99°C. When the melting point of the first resin satisfies the above-mentioned range, the sealing strength of the part of the
前記第1樹脂の融点が100℃未満であっても、これを補完可能な他の樹脂と一緒にベント部材15に使用されるため、高温におけるベンティングがより容易になるとともに、ベント部材15の剛性を改善することができる。例えば、電池の正常作動時にベント部材15が挿入されたケース13部分が優れたシーリング強度を有して、電池の密封性を容易に確保することができる。
Even if the melting point of the first resin is less than 100°C, it is used in the
本明細書において、樹脂の融点は示差走査熱量計(DSC:Differential Scanning Calorimeter)を用いて測定し得る。例えば、試料の温度を10℃/分で30℃から280℃まで上げた後、280℃で10分間維持し、10℃/分で30℃まで冷却し、30℃で10分間維持する。その後、試料の温度を10℃/分で30℃から280℃まで上げた後、280℃で10分間温度を維持して融点を測定し得る。 In this specification, the melting point of the resin may be measured using a differential scanning calorimeter (DSC). For example, the temperature of the sample may be increased from 30°C to 280°C at 10°C/min, maintained at 280°C for 10 minutes, cooled to 30°C at 10°C/min, and maintained at 30°C for 10 minutes. The temperature of the sample may then be increased from 30°C to 280°C at 10°C/min, and maintained at 280°C for 10 minutes to measure the melting point.
本発明の一実施形態において、前記第1樹脂の多分散性指数(PDI)は、2.6未満、2.59以下、または2.551以下であり得る。前記第1樹脂の多分散性指数(PDI)は1以上であり得る。第1樹脂が含まれたベント部材の最下層でより容易にベンティングが発生できる。 In one embodiment of the present invention, the polydispersity index (PDI) of the first resin may be less than 2.6, 2.59 or less, or 2.551 or less. The polydispersity index (PDI) of the first resin may be 1 or more. Venting may occur more easily in the bottom layer of the vent member containing the first resin.
本発明の一実施形態において、前記第1樹脂の重量平均分子量は、100,000g/mol~250,000g/mol、150,000g/mol~250,000g/mol、または180,000g/mol~220,000g/molであり得る。前記第1樹脂の重量平均分子量が上述した範囲を満たす場合、前記第1樹脂が低い融点、例えば100℃未満の融点を有し易く、これによって高温、例えば100℃以上においてベント部材のシーリング強度がさらに低下し易いため、早期ベンティングを容易に誘導できる。 In one embodiment of the present invention, the weight average molecular weight of the first resin may be 100,000 g/mol to 250,000 g/mol, 150,000 g/mol to 250,000 g/mol, or 180,000 g/mol to 220,000 g/mol. When the weight average molecular weight of the first resin satisfies the above range, the first resin is likely to have a low melting point, for example, a melting point less than 100°C, and therefore the sealing strength of the vent member is likely to be further reduced at high temperatures, for example, 100°C or higher, making it easy to induce early venting.
本明細書において、樹脂の重量平均分子量及び多分散性指数は、ゲル透過クロマトグラフィー(GPC:Gel Permeation Chromatography)を用いて下記の条件で測定したものであり得る。 In this specification, the weight average molecular weight and polydispersity index of the resin may be measured using gel permeation chromatography (GPC) under the following conditions:
-カラム:東ソー社製、HLC-8321 GPC/HT
-溶媒:TCB(トリクロロベンゼン)+0.04%BHT(0.1%CaCl2で乾燥したもの)
-流速:1.0ml/分
-試料濃度:1.5mg/ml
-注入量:300μl
-カラム温度:160℃
-検出器:RI検出器
-スタンダード:ポリスチレン(3次関数で補正)
- Column: Tosoh Corporation, HLC-8321 GPC/HT
- Solvent: TCB (trichlorobenzene) + 0.04% BHT (dried with 0.1% CaCl2 )
- Flow rate: 1.0 ml/min - Sample concentration: 1.5 mg/ml
Injection volume: 300 μl
- Column temperature: 160 ° C.
- Detector: RI detector - Standard: polystyrene (corrected with a cubic function)
本発明の一実施形態において、前記シーラント樹脂の結晶化温度と前記第1樹脂の結晶化温度とは相当に相違し得る。例えば、前記シーラント樹脂の結晶化温度と前記第1樹脂の結晶化温度との差は20℃以上であり得る。前記シーラント樹脂の結晶化温度と前記第1樹脂の結晶化温度との差が上述した範囲を満たす場合、第1樹脂が含まれたベント部材の最下層でより容易にベンティングが発生可能である。 In one embodiment of the present invention, the crystallization temperature of the sealant resin and the crystallization temperature of the first resin may be significantly different. For example, the difference between the crystallization temperature of the sealant resin and the crystallization temperature of the first resin may be 20°C or more. When the difference between the crystallization temperature of the sealant resin and the crystallization temperature of the first resin satisfies the above-mentioned range, venting can occur more easily in the bottom layer of the vent member containing the first resin.
本発明の一実施形態において、前記第1樹脂の結晶化温度は、80℃~90℃、または80℃~85℃であり得る。前記第1樹脂の結晶化温度が上述した範囲を満たす場合、第1樹脂が含まれたベント部材の最下層でより容易にベンティングが発生可能である。本発明の一実施形態において、前記シーラント樹脂の結晶化温度と前記第1樹脂の結晶化温度との差が20℃以上であり、第1樹脂の結晶化温度が80℃~90℃であり得る。 In one embodiment of the present invention, the crystallization temperature of the first resin may be 80°C to 90°C, or 80°C to 85°C. When the crystallization temperature of the first resin satisfies the above-mentioned range, venting can occur more easily in the bottom layer of the vent member containing the first resin. In one embodiment of the present invention, the difference between the crystallization temperature of the sealant resin and the crystallization temperature of the first resin is 20°C or more, and the crystallization temperature of the first resin may be 80°C to 90°C.
本明細書において、結晶化温度は、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定し得る。例えば、試料の温度を10℃/分で30℃から280℃まで上げた後、280℃で10分間維持し、10℃/分で30℃まで冷却し、30℃で10分間維持する。その後、試料の温度を10℃/分で30℃から280℃まで上げた後、280℃で10分間維持して結晶化温度を測定し得る。 In this specification, the crystallization temperature may be measured using a differential scanning calorimeter (DSC). For example, the temperature of the sample may be increased from 30°C to 280°C at 10°C/min, then maintained at 280°C for 10 minutes, cooled to 30°C at 10°C/min, and maintained at 30°C for 10 minutes. The temperature of the sample may then be increased from 30°C to 280°C at 10°C/min, then maintained at 280°C for 10 minutes to measure the crystallization temperature.
本発明の一実施形態において、前記第1樹脂は、炭素数8のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレンであり得る。前記第1樹脂が炭素数8のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレンである場合、高温、例えば100℃以上においてベント部材15が挿入されたケースのシーリング強度が低下し易い。
In one embodiment of the present invention, the first resin may be linear low-density polyethylene having a comonomer with 8 carbon atoms. When the first resin is linear low-density polyethylene having a comonomer with 8 carbon atoms, the sealing strength of the case into which the
本発明の一実施形態において、前記炭素数8のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレンにおける前記炭素数8のコモノマーの含量は、前記炭素数8のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレン100重量%に対して12重量%以上、12重量%~20重量%、または12重量%~18重量%であり得る。炭素数8のコモノマーの含量が上述した範囲を満たす場合、第1樹脂が含まれたベント部材の最下層でより容易にベンティングが発生可能である。本明細書において、コモノマーの含量は、H-NMRで測定し得る。例えば、約10mgの試料を約0.6mLのトリクロロエチレン溶媒にヒートガン(heat gun)を使用して完全に溶かした後、NMRチューブにサンプリングし、1H-NMRを用いて測定し得る。 In one embodiment of the present invention, the content of the C8 comonomer in the linear low density polyethylene having a C8 comonomer may be 12 wt% or more, 12 wt% to 20 wt%, or 12 wt% to 18 wt%, based on 100 wt% of the linear low density polyethylene having a C8 comonomer. When the content of the C8 comonomer satisfies the above range, venting may occur more easily in the bottom layer of the vent member including the first resin. In this specification, the comonomer content may be measured by H-NMR. For example, about 10 mg of a sample may be completely dissolved in about 0.6 mL of trichloroethylene solvent using a heat gun, and then the sample may be sampled in an NMR tube and measured using 1 H-NMR.
本発明の一実施形態において、前記炭素数8のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレンは、メタロセン触媒の存在下で重合されたものであり得る。前記炭素数8のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレンがメタロセン触媒の存在下で重合されたものである場合、チーグラー・ナッタ(Ziegler-Natta)触媒の存在下で重合された場合よりもシーリング強度及び物性の面でより有利である。 In one embodiment of the present invention, the linear low-density polyethylene having a comonomer with 8 carbon atoms may be polymerized in the presence of a metallocene catalyst. When the linear low-density polyethylene having a comonomer with 8 carbon atoms is polymerized in the presence of a metallocene catalyst, it is more advantageous in terms of sealing strength and physical properties than when it is polymerized in the presence of a Ziegler-Natta catalyst.
本発明の一実施形態において、前記第1樹脂は、融点が100℃未満であって、炭素数8のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレンであり得る。本発明の一実施形態において、前記第1樹脂は、多分散性指数(PDI)が2.6未満であって、炭素数8のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレンであり得る。本発明の一実施形態において、前記第1樹脂は、結晶化温度が80℃~90℃であって、炭素数8のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレンであり得る。本発明の一実施形態において、前記第1樹脂は、重量平均分子量が100,000g/mol~250,000g/molであって、炭素数8のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレンであり得る。 In one embodiment of the present invention, the first resin may be a linear low-density polyethylene having a melting point of less than 100°C and a comonomer having 8 carbon atoms. In one embodiment of the present invention, the first resin may be a linear low-density polyethylene having a polydispersity index (PDI) of less than 2.6 and a comonomer having 8 carbon atoms. In one embodiment of the present invention, the first resin may be a linear low-density polyethylene having a crystallization temperature of 80°C to 90°C and a comonomer having 8 carbon atoms. In one embodiment of the present invention, the first resin may be a linear low-density polyethylene having a weight average molecular weight of 100,000 g/mol to 250,000 g/mol and a comonomer having 8 carbon atoms.
本発明の一実施形態において、前記第1樹脂は、前記シーラント樹脂よりも融点が低いものであり得る。前記第1樹脂の融点がシーラント樹脂よりも低い場合、高温において第1樹脂がシーラント樹脂よりも速く溶融し得る。これにより、ベント部材15が挿入された部分のシーリング強度が、シーラント樹脂を含むケース部分のシーリング強度よりもさらに低下することで、より容易にベント特性を実現することができる。
In one embodiment of the present invention, the first resin may have a lower melting point than the sealant resin. If the melting point of the first resin is lower than that of the sealant resin, the first resin may melt faster than the sealant resin at high temperatures. As a result, the sealing strength of the portion into which the
本発明の一実施形態において、前記第2樹脂の融点は、100℃~130℃、105℃~130℃、110℃~125℃、または115℃~125℃であり得る。前記第2樹脂の融点が上述した範囲を満たす場合、高温、例えば100℃以上においてベント部材15が挿入されたケース13部分のシーリング強度が低下し、より容易にベント特性を実現することができる。
In one embodiment of the present invention, the melting point of the second resin may be 100°C to 130°C, 105°C to 130°C, 110°C to 125°C, or 115°C to 125°C. When the melting point of the second resin is within the above-mentioned range, the sealing strength of the part of the
本発明の一実施形態において、前記第2樹脂の多分散性指数(PDI)は、4以下、3.8以下、3.796以下、3.5以下、3.023以下、3以下、2.7以下、または2.674以下であり得る。また、多分散性指数は2.6以上であり得る。前記第2樹脂の多分散性指数が上述した範囲を満たす場合、分子量分布が狭いため、電池の正常作動時にさらに優れたシーリング強度及び物性を示す。 In one embodiment of the present invention, the polydispersity index (PDI) of the second resin may be 4 or less, 3.8 or less, 3.796 or less, 3.5 or less, 3.023 or less, 3 or less, 2.7 or less, or 2.674 or less. The polydispersity index may be 2.6 or more. When the polydispersity index of the second resin satisfies the above range, the molecular weight distribution is narrow, and therefore the battery exhibits better sealing strength and physical properties during normal operation.
本発明の一実施形態において、前記第2樹脂の重量平均分子量は、250,000g/mol超過400,000g/mol以下、200,000g/mol~350,000g/mol、または230,000g/mol~300,000g/molであり得る。前記第2樹脂の重量平均分子量が上述した範囲を満たす場合、電池の正常作動時にシーリング強度がさらに向上することができる。 In one embodiment of the present invention, the weight average molecular weight of the second resin may be more than 250,000 g/mol and less than 400,000 g/mol, 200,000 g/mol to 350,000 g/mol, or 230,000 g/mol to 300,000 g/mol. When the weight average molecular weight of the second resin satisfies the above range, the sealing strength during normal operation of the battery may be further improved.
本発明の一実施形態において、前記シーラント樹脂の結晶化温度と前記第2樹脂の結晶化温度とは類似し得る。例えば、前記シーラント樹脂の結晶化温度と前記第2樹脂の結晶化温度との差が10℃以下、または5℃以下であり得る。また、前記シーラント樹脂の結晶化温度と前記第2樹脂の結晶化温度との差が0.1℃以上であり得る。前記シーラント樹脂の結晶化温度と前記第2樹脂の結晶化温度との差が上述した範囲を満たす場合、電池の正常作動時に前記シーラント樹脂と第2樹脂との融着特性がより優れるものになる。 In one embodiment of the present invention, the crystallization temperature of the sealant resin and the crystallization temperature of the second resin may be similar. For example, the difference between the crystallization temperature of the sealant resin and the crystallization temperature of the second resin may be 10°C or less, or 5°C or less. Also, the difference between the crystallization temperature of the sealant resin and the crystallization temperature of the second resin may be 0.1°C or more. When the difference between the crystallization temperature of the sealant resin and the crystallization temperature of the second resin satisfies the above-mentioned range, the fusion characteristics of the sealant resin and the second resin are more excellent during normal operation of the battery.
本発明の一実施形態において、前記第2樹脂の結晶化温度は、90℃超過115℃以下、95℃~110℃、100℃~110℃、または105℃~110℃であり得る。前記第2樹脂の結晶化温度が上述した範囲を満たす場合、前記シーラント樹脂と前記第2樹脂との融着特性がより優れるものになる。 In one embodiment of the present invention, the crystallization temperature of the second resin may be greater than 90°C and less than 115°C, 95°C to 110°C, 100°C to 110°C, or 105°C to 110°C. When the crystallization temperature of the second resin satisfies the above-mentioned range, the fusion properties between the sealant resin and the second resin are more excellent.
本発明の一実施形態において、前記シーラント樹脂の結晶化温度と前記第2樹脂の結晶化温度との差が10℃以下であり、第2樹脂の結晶化温度が90℃超過115℃以下であり得る。 In one embodiment of the present invention, the difference between the crystallization temperature of the sealant resin and the crystallization temperature of the second resin is 10°C or less, and the crystallization temperature of the second resin may be greater than 90°C and less than 115°C.
本発明の一実施形態において、前記第2樹脂は、炭素数6以上のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレンであり得る。前記第2樹脂が炭素数6以上のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレンである場合、正常温度の範囲、例えば常温~60℃では優れたケース13の密封性を有し、高温、例えば100℃以上ではベント部材15が挿入されたケースのシーリング強度が低下してベンティングを実現または誘発することができる。例えば、前記第2樹脂は、炭素数6~8のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレンを含み得る。
In one embodiment of the present invention, the second resin may be linear low density polyethylene having a comonomer with 6 or more carbon atoms. When the second resin is linear low density polyethylene having a comonomer with 6 or more carbon atoms, the
本発明の一実施形態において、前記炭素数6以上のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレンにおける前記炭素数6以上のコモノマーの含量は、前記炭素数6以上のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレン100重量%に対して12重量%未満、11.8重量%以下、10重量%以下、9重量%以下、8重量%以下、または7.6重量%以下であり得る。前記炭素数6以上のコモノマーの含量は、前記炭素数6以上のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレン100重量%に対して5重量%以上、7.6重量%以上、8重量%以上、9.0重量%以上、10重量%以上、または11.8重量%以上であり得る。炭素数6以上のコモノマーの含量が上述した範囲を満たす場合、分子間のパッキング密度が減少して電池の正常作動時にシーリング強度が低下する問題を容易に防止することができる。 In one embodiment of the present invention, the content of the comonomer having 6 or more carbon atoms in the linear low-density polyethylene having a comonomer having 6 or more carbon atoms may be less than 12 wt%, 11.8 wt% or less, 10 wt% or less, 9 wt% or less, 8 wt% or less, or 7.6 wt% or less, based on 100 wt% of the linear low-density polyethylene having a comonomer having 6 or more carbon atoms. The content of the comonomer having 6 or more carbon atoms may be 5 wt% or more, 7.6 wt% or more, 8 wt% or more, 9.0 wt% or more, 10 wt% or more, or 11.8 wt% or more, based on 100 wt% of the linear low-density polyethylene having a comonomer having 6 or more carbon atoms. When the content of the comonomer having 6 or more carbon atoms satisfies the above-mentioned range, the problem of the intermolecular packing density decreasing and the sealing strength decreasing during normal operation of the battery can be easily prevented.
本発明の一実施形態において、前記炭素数6以上のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレンは、メタロセン触媒の存在下で重合されたものであり得る。前記炭素数6以上のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレンがメタロセン触媒の存在下で重合されたものである場合、チーグラー・ナッタ触媒の存在下で重合された場合よりもシーリング強度及び物性の面でより有利である。 In one embodiment of the present invention, the linear low-density polyethylene having a comonomer having 6 or more carbon atoms may be polymerized in the presence of a metallocene catalyst. When the linear low-density polyethylene having a comonomer having 6 or more carbon atoms is polymerized in the presence of a metallocene catalyst, it is more advantageous in terms of sealing strength and physical properties than when it is polymerized in the presence of a Ziegler-Natta catalyst.
本発明の一実施形態において、前記第2樹脂は、融点が100℃~130℃であって、炭素数6以上のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレンであり得る。本発明の一実施形態において、前記第2樹脂は、多分散性指数(PDI)が2.6以上4以下であって、炭素数6以上のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレンであり得る。本発明の一実施形態において、前記第2樹脂は、結晶化温度が90℃超過115℃以下であって、炭素数6以上のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレンであり得る。本発明の一実施形態において、前記第2樹脂は、重量平均分子量が250,000g/mol超過400,000g/mol以下であって、炭素数6以上のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレンであり得る。 In one embodiment of the present invention, the second resin may be a linear low-density polyethylene having a melting point of 100°C to 130°C and a comonomer having 6 or more carbon atoms. In one embodiment of the present invention, the second resin may be a linear low-density polyethylene having a polydispersity index (PDI) of 2.6 to 4 and a comonomer having 6 or more carbon atoms. In one embodiment of the present invention, the second resin may be a linear low-density polyethylene having a crystallization temperature of more than 90°C to 115°C and a comonomer having 6 or more carbon atoms. In one embodiment of the present invention, the second resin may be a linear low-density polyethylene having a weight average molecular weight of more than 250,000 g/mol to 400,000 g/mol and a comonomer having 6 or more carbon atoms.
本発明の一実施形態において、前記第2樹脂は、前記シーラント樹脂よりも融点が低いものであり得る。これにより、高温においてより容易にベンティングを誘導することができる。 In one embodiment of the present invention, the second resin may have a lower melting point than the sealant resin. This makes it easier to induce venting at high temperatures.
本発明の一実施形態において、前記第3樹脂は、融点が130℃超過、131℃~140℃、または132℃~138℃であり得る。前記第3樹脂の融点が上述した範囲を満たす場合、ベント部材15の剛性をより容易に改善可能である。
In one embodiment of the present invention, the melting point of the third resin may be greater than 130°C, between 131°C and 140°C, or between 132°C and 138°C. When the melting point of the third resin is within the above-mentioned range, the rigidity of the
本発明の一実施形態において、前記第1樹脂の結晶化温度と前記第3樹脂の結晶化温度とは相当に相違し得る。例えば、前記第1樹脂の結晶化温度と前記第3樹脂の結晶化温度との差が前記第1樹脂の結晶化温度と前記シーラント樹脂の結晶化温度との差よりも大きく、前記第3樹脂と第1樹脂との融着特性が前記第1樹脂とシーラント樹脂との融着特性よりも劣るため、第1樹脂とシーラント樹脂との界面よりも、第3樹脂が含まれた中間層と第1樹脂が含まれたベント部材の最下層との界面でより容易にベンティングが発生可能である。 In one embodiment of the present invention, the crystallization temperature of the first resin may be significantly different from the crystallization temperature of the third resin. For example, the difference between the crystallization temperature of the first resin and the crystallization temperature of the third resin is greater than the difference between the crystallization temperature of the first resin and the crystallization temperature of the sealant resin, and the fusion characteristics of the third resin and the first resin are inferior to the fusion characteristics of the first resin and the sealant resin. Therefore, venting can occur more easily at the interface between the intermediate layer containing the third resin and the bottom layer of the vent member containing the first resin than at the interface between the first resin and the sealant resin.
本発明の一実施形態において、前記第1樹脂の結晶化温度と前記第3樹脂の結晶化温度との差は30℃以上であり得る。前記第1樹脂の結晶化温度と前記第3樹脂の結晶化温度との差が上述した範囲を満たす場合、第3樹脂が含まれた中間層と第1樹脂が含まれたベント部材の最下層との間でより容易にベンティングが発生可能である。 In one embodiment of the present invention, the difference between the crystallization temperature of the first resin and the crystallization temperature of the third resin may be 30° C. or more. When the difference between the crystallization temperature of the first resin and the crystallization temperature of the third resin satisfies the above-mentioned range, venting can occur more easily between the middle layer containing the third resin and the bottom layer of the vent member containing the first resin.
本発明の一実施形態において、前記第3樹脂の結晶化温度は115℃超過であり得る。例えば、前記第3樹脂の結晶化温度は116℃~130℃、または116℃~120℃であり得る。前記第3樹脂の結晶化温度が上述した範囲を満たす場合、第3樹脂が含まれた中間層と第1樹脂が含まれたベント部材の最下層との間でより容易にベンティングが発生可能である。 In one embodiment of the present invention, the crystallization temperature of the third resin may be greater than 115°C. For example, the crystallization temperature of the third resin may be 116°C to 130°C, or 116°C to 120°C. When the crystallization temperature of the third resin satisfies the above-mentioned range, venting can occur more easily between the middle layer containing the third resin and the bottom layer of the vent member containing the first resin.
本発明の一実施形態において、前記第3樹脂の結晶化温度と前記第1樹脂の結晶化温度との差が30℃以上であり、第3樹脂の結晶化温度が115℃超過であり得る。 In one embodiment of the present invention, the difference between the crystallization temperature of the third resin and the crystallization temperature of the first resin may be 30°C or more, and the crystallization temperature of the third resin may be greater than 115°C.
本発明の一実施形態において、前記第3樹脂は、高密度ポリエチレン、ランダムポリプロピレン、またはこれらの混合物を含み得る。 In one embodiment of the present invention, the third resin may include high density polyethylene, random polypropylene, or a mixture thereof.
本発明の一実施形態において、前記ベント部材15は、ガスがベント領域へと円滑に向かうように、多様な形状を有し得る。例えば、ベント部材15がフィルム形状を有し得る。
In one embodiment of the present invention, the
前記ベント部材15は、既に設定された所定の厚さを有するように形成され得る。
The
本発明の一実施形態において、図1及び図2に示されたように、ベント部材15はシーリング部に位置し得る。
In one embodiment of the present invention, as shown in Figures 1 and 2, the
図2を参照すると、ベント部材15は、ケースの角側のシーリング部に位置し得る。例えば、ベント部材15は、電極リード11が外側に露出するシーリング部の角側に位置し得る。具体的には、ベント部材15は、電極リード11同士の間の領域を除き、電極リード11に近いシーリング部に位置し得る。ベント部材15が、電極リード11が外側に露出するシーリング部の角側に位置する場合、電極リード11に向かって排出されるガスの量を最小化できて電池の安全性をさらに向上させることができる。
Referring to FIG. 2, the
本発明の一実施形態において、シーリング部13bが3面で密封される場合、ケースの折り曲げられた側面とベント部材15の一端とが密着し得る。
In one embodiment of the present invention, when the sealing
また、ベント部材15は、設計によって、挿入長さを異ならせるかまたはベンティング圧力及び位置を制御できるように、ケース13に挿入され得る。ここで、ベント部材の挿入長さは、電極リードの突出方向を基準にしてベント部材の一端と他端との間の距離の最大値を意味する。
Also, the
本発明の一実施形態において、ベント部材15の挿入長さは、シーリング部13bの幅よりも小さくなり得る。例えば、ベント部材15の挿入長さは、シーリング部13bの幅の約50%未満であり得る。ここで、シーリング部13bの幅は、電極リード11の突出方向を基準にしてシーリング部13bの一端と他端との間の距離の最大値を意味する。
In one embodiment of the present invention, the insertion length of the
本発明の他の実施形態において、ベント部材15の挿入長さは、シーリング部13bの幅よりも大きくなり得る。例えば、ベント部材15は、収納部13aを通ってケース13の外側に露出するように挿入され得る。
In other embodiments of the present invention, the insertion length of the
本発明の一実施形態において、ベント部材15は、より円滑な配置のため、接着層をさらに含み得る。
In one embodiment of the present invention, the
図4は、本発明の他の実施形態による二次電池を示した平面図である。 Figure 4 is a plan view showing a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
図4を参照すると、ベント部材15は、電極リード11が外側に露出するシーリング部を除いたシーリング部に位置し得る。
Referring to FIG. 4, the
図5は、本発明のさらに他の実施形態による二次電池を示した平面図である。 Figure 5 is a plan view showing a secondary battery according to yet another embodiment of the present invention.
図5を参照すると、ベント部材15は、電極リード11が外側に露出するシーリング部に位置し得る。例えば、ベント部材15は、電極リード11同士の間のシーリング部に位置し得る。
Referring to FIG. 5, the
本発明の一実施形態による二次電池は、最下層に第1樹脂、最上層に第2樹脂、中間層に第3樹脂を含む3層以上の構造を有するベント部材を備えることで、高温でシーリング強度を低下させて特定の方向へとガスを排出可能なディレクショナル・ベンティングをより円滑且つ迅速に実現することができ、熱暴走現象が発生したとき、すなわち、二次電池の内部温度が上昇するとき、ガスによる電極の損傷を最小化することができる。また、ベント部材の剛性が改善されて、目的とする温度及び圧力以前の早期ベンティングを防止することができる。 The secondary battery according to one embodiment of the present invention includes a vent member having a three or more layer structure including a first resin in the bottom layer, a second resin in the top layer, and a third resin in the middle layer, which reduces the sealing strength at high temperatures and allows for smoother and faster directional venting that can release gas in a specific direction, and minimizes damage to electrodes caused by gas when a thermal runaway phenomenon occurs, i.e., when the internal temperature of the secondary battery rises. In addition, the rigidity of the vent member is improved, which prevents premature venting before the desired temperature and pressure are reached.
本発明の一実施形態において、前記二次電池は、円筒形、角形、またはパウチ型の二次電池であり得る。中でも、前記二次電池は、パウチ型二次電池であり得る。 In one embodiment of the present invention, the secondary battery may be a cylindrical, rectangular, or pouch-type secondary battery. In particular, the secondary battery may be a pouch-type secondary battery.
以下、本発明を具体的な実施例を挙げて詳しく説明する。しかし、本発明による実施例は多くの他の形態に変形され得、本発明の範囲が後述する実施例に限定されると解釈されてはならない。本発明の実施例は当業界で平均的な知識を持つ者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。 The present invention will now be described in detail with reference to specific examples. However, the examples of the present invention may be modified into many other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the examples described below. The examples of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art.
実施例1
厚さ50μmの高密度ポリエチレン(Sabic(登録商標)、HDPE F04660、融点:135℃、重量平均分子量:350,000g/mol、結晶化温度:119℃)の一面に、50μmの厚さを有し、メタロセン触媒の存在下で重合された炭素数6のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレン(LG化学製、LuceneTM、SP311)(融点:119℃、樹脂の総含量対比コモノマーの含量:9重量%、重量平均分子量:270,756g/mol、多分散性指数:2.674、結晶化温度:107℃)を積層し、前記高密度ポリエチレンの他面に、50μmの厚さを有し、メタロセン触媒の存在下で重合された炭素数8のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレン(LG化学製、LuceneTM、LF100)(融点:99℃、樹脂の総含量対比コモノマーの含量:16.3重量%、重量平均分子量:205,603g/mol、多分散性指数:2.551、結晶化温度:83℃)を積層した後、100℃で熱融着し、それを100mm幅で裁断してベント部材を製造した。
Example 1
A linear low-density polyethylene having a thickness of 50 μm and a comonomer having a carbon number of 6 polymerized in the presence of a metallocene catalyst (Lucene™, SP311, manufactured by LG Chemical) (melting point: 119° C., comonomer content relative to the total resin content: 9 wt%, weight average molecular weight: 270,756 g/mol, polydispersity index: 2.674, crystallization temperature: 107° C.) was laminated on one side of a high-density polyethylene having a thickness of 50 μm and a comonomer having a carbon number of 8 polymerized in the presence of a metallocene catalyst (Sabic (registered trademark), HDPE F04660, melting point: 135° C., weight average molecular weight: 350,000 g/mol, crystallization temperature: 119° C.). A linear low-density polyethylene having a thickness of 50 μm and a comonomer having a carbon number of 8 polymerized in the presence of a metallocene catalyst (Lucene™, manufactured by LG Chemical) (melting point: 119° C., comonomer content relative to the total resin content: 9 wt%, weight average molecular weight: 270,756 g/mol, polydispersity index: 2.674, crystallization temperature: 107° C. ) was laminated on the other side of the high-density polyethylene. LF100) (melting point: 99°C, comonomer content relative to total resin content: 16.3 wt%, weight average molecular weight: 205,603 g/mol, polydispersity index: 2.551, crystallization temperature: 83°C) were laminated, heat-sealed at 100°C, and cut to a width of 100 mm to manufacture a vent member.
ポリエチレンテレフタレート/アルミニウムホイル/ポリプロピレン樹脂が順に積層された上部パウチと下部パウチとを、ポリプロピレン樹脂が互いに対向するように配置した後、正極/分離膜/負極の順に積層された電極組立体を収納した。 The upper and lower pouches, each made of polyethylene terephthalate/aluminum foil/polypropylene resin stacked in that order, were placed so that the polypropylene resins faced each other, and then an electrode assembly made of a positive electrode/separator/negative electrode stacked in that order was placed inside.
その後、製造したベント部材を前記ポリプロピレン樹脂の間に挿入した後、200℃、0.08MPaの条件で1.5秒間熱融着して二次電池を製造した。 Then, the manufactured vent member was inserted between the polypropylene resin and heat-sealed at 200°C and 0.08 MPa for 1.5 seconds to manufacture a secondary battery.
比較例1
ポリエチレンテレフタレート/アルミニウムホイル/ポリプロピレン樹脂が順に積層された上部パウチと下部パウチとを、ポリプロピレン樹脂が互いに対向するように配置した後、正極/分離膜/負極の順に積層された電極組立体を収納した。
Comparative Example 1
An upper pouch and a lower pouch in which polyethylene terephthalate/aluminum foil/polypropylene resin were laminated in this order were arranged so that the polypropylene resins faced each other, and then an electrode assembly in which a positive electrode/separator/negative electrode were laminated in this order was housed inside the pouch.
その後、前記ポリプロピレン樹脂を熱融着して二次電池を製造した。 The polypropylene resin was then heat fused to produce a secondary battery.
比較例2
ポリエチレンテレフタレート/アルミニウムホイル/ポリプロピレン樹脂が順に積層された上部パウチと下部パウチとを、ポリプロピレン樹脂が互いに対向するように配置した後、正極/分離膜/負極の順に積層された電極組立体を収納した。
Comparative Example 2
An upper pouch and a lower pouch in which polyethylene terephthalate/aluminum foil/polypropylene resin were laminated in this order were arranged so that the polypropylene resins faced each other, and then an electrode assembly in which a positive electrode/separator/negative electrode were laminated in this order was housed inside the pouch.
その後、前記ポリプロピレン樹脂の間に、50μmの厚さを有し、メタロセン触媒の存在下で重合された炭素数6のコモノマーを有する直鎖状低密度ポリエチレン(LG化学製、LuceneTM、SP311)(融点:119℃、樹脂の総含量対比コモノマーの含量:9重量%、重量平均分子量:270,756g/mol、多分散性指数:2.674、結晶化温度:107℃)からなるベント部材を挿入した後、200℃、0.08MPaの条件で1.5秒間熱融着して二次電池を製造した。 Then, a vent member made of linear low-density polyethylene having a carbon number of 6 comonomer polymerized in the presence of a metallocene catalyst (Lucene ™ , SP311, manufactured by LG Chem) having a thickness of 50 μm (melting point: 119° C., comonomer content relative to total resin content: 9 wt%, weight average molecular weight: 270,756 g/mol, polydispersity index: 2.674, crystallization temperature: 107° C.) was inserted between the polypropylene resin, and then heat-sealed for 1.5 seconds at 200° C. and 0.08 MPa to manufacture a secondary battery.
評価例1:温度に応じたシーリング強度の測定
実施例1及び比較例2で製造した二次電池を用いて、下記の温度において、ベント部材が挿入された部分のケースを幅15mm、長さ5cmで裁断した後、両端を180゜開いてUTM治具に固定し、5mm/分の速度で引張テストを行った。このときのケースのシーリング強度を下記の表1に示した。
Evaluation Example 1: Measurement of sealing strength according to temperature Using the secondary batteries manufactured in Example 1 and Comparative Example 2, the case where the vent member was inserted was cut to a width of 15 mm and a length of 5 cm at the following temperatures, and then both ends were opened 180° and fixed to a UTM jig, and a tensile test was performed at a speed of 5 mm/min. The sealing strength of the case at this time is shown in Table 1 below.
比較例1で製造した二次電池を用いて、下記の温度において、シーリング部のケースを幅15mm、長さ5cmで裁断した後、両端を180゜開いてUTM治具に固定し、5mm/分の速度で引張テストを行った。このときのケースのシーリング強度を下記の表1に示した。 Using the secondary battery manufactured in Comparative Example 1, the sealing part of the case was cut to a width of 15 mm and a length of 5 cm at the following temperature, and then both ends were opened 180° and fixed to a UTM jig, and a tensile test was performed at a speed of 5 mm/min. The sealing strength of the case at this time is shown in Table 1 below.
このとき、最大シーリング強度は、ケースが破断するときの最大値を意味する。また、平均シーリング強度は、最大シーリング強度が4.5kgf/15mm以上である場合は、4.5kgf/15mmでケースが8mmだけ延伸したときの平均値を意味し、最大シーリング強度が4.5kgf/15mm未満である場合は、最大シーリング強度でケースが8mmだけ延伸したときの平均値を意味する。 In this case, the maximum sealing strength means the maximum value at which the case breaks. In addition, the average sealing strength means the average value when the case stretches by 8 mm at 4.5 kgf/15 mm if the maximum sealing strength is 4.5 kgf/15 mm or more, and means the average value when the case stretches by 8 mm at the maximum sealing strength if the maximum sealing strength is less than 4.5 kgf/15 mm.
表1から、実施例1で製造した二次電池は、ベント部材が挿入されたケース部分の常温~60℃における最大シーリング強度及び平均シーリング強度が、比較例2で製造した二次電池においてベント部材が挿入されたケース部分の常温~60℃における最大シーリング強度及び平均シーリング強度よりも高いことが確認できる。これにより、第2樹脂のみを含む場合よりもベント部材15の剛性が改善され、目的とする温度及び圧力以前の早期ベンティングを防止することができる。
From Table 1, it can be seen that the maximum sealing strength and average sealing strength at room temperature to 60°C of the case part into which the vent member is inserted in the secondary battery manufactured in Example 1 are higher than the maximum sealing strength and average sealing strength at room temperature to 60°C of the case part into which the vent member is inserted in the secondary battery manufactured in Comparative Example 2. This improves the rigidity of the
また、実施例1で製造した二次電池は、ベント部材が挿入されたケース部分の100℃以上における最大シーリング強度及び平均シーリング強度が、比較例2で製造した二次電池においてベント部材が挿入されたケース部分の100℃以上における最大シーリング強度及び平均シーリング強度よりも低いことが確認できる。これにより、実施例1で製造した二次電池は、比較例2で製造した二次電池に比べて、異常現象によって電池が高温になる場合はベンティングがより容易である。 In addition, it can be seen that the maximum sealing strength and average sealing strength at 100°C or higher of the case part into which the vent member is inserted in the secondary battery manufactured in Example 1 is lower than the maximum sealing strength and average sealing strength at 100°C or higher of the case part into which the vent member is inserted in the secondary battery manufactured in Comparative Example 2. As a result, the secondary battery manufactured in Example 1 is easier to vent when the battery becomes hot due to an abnormal phenomenon, compared to the secondary battery manufactured in Comparative Example 2.
比較例1で製造した二次電池は、常温~60℃におけるケースの最大シーリング強度及び平均シーリング強度が、実施例1で製造した二次電池においてベント部材が挿入されたケース部分の常温~60℃における最大シーリング強度及び平均シーリング強度と同様な水準である。しかし、100℃以上における最大シーリング強度及び平均シーリング強度は、実施例1で製造した二次電池においてベント部材が挿入されたケース部分の100℃以上における最大シーリング強度及び平均シーリング強度よりも著しく高く、異常現象によって電池が高温になる場合は、ガスが不特定な方向に排出されて電池の連鎖発火が発生するおそれがある。 The secondary battery manufactured in Comparative Example 1 has a maximum sealing strength and average sealing strength of the case at room temperature to 60°C that are similar to the maximum sealing strength and average sealing strength at room temperature to 60°C of the case part where the vent member is inserted in the secondary battery manufactured in Example 1. However, the maximum sealing strength and average sealing strength at 100°C or higher are significantly higher than the maximum sealing strength and average sealing strength at 100°C or higher of the case part where the vent member is inserted in the secondary battery manufactured in Example 1. If the battery becomes hot due to an abnormal phenomenon, gas may be discharged in an unspecified direction, which may cause a chain reaction fire of the battery.
10 二次電池
11 電極リード
12 電極組立体
13 ケース
13a 収納部
13b シーリング部
14 リードフィルム
15 ベント部材
15a 最下層
15b 最上層
15c 中間層
REFERENCE SIGNS
Claims (23)
前記電極組立体に取り付けられた電極リードと、
内部に前記電極組立体を収納し、前記電極組立体を密封するために形成されたシーリング部を備えるケースと、
前記電極リードの外面の一部を覆い包むように形成され、前記電極リードと前記ケースとの間に介在されるリードフィルムと、
前記ケースの前記シーリング部の少なくとも一部であって且つ前記リードフィルムが介在される部分以外の部分に形成されたベント領域と、
前記ベント領域に挿入され、最下層に第1樹脂、最上層に第2樹脂、中間層に第3樹脂を含む3層以上の構造を有するベント部材と、を含み、
前記第1樹脂は、前記シーリング部のシーラント樹脂よりも融点が低い樹脂であり、
前記第1樹脂の融点が90℃以上100℃未満であり、
前記第2樹脂は、前記第1樹脂よりも融点が高い樹脂であり、
前記第3樹脂は、前記第2樹脂よりも融点が高い樹脂である、二次電池。 An electrode assembly;
an electrode lead attached to the electrode assembly;
a case that houses the electrode assembly therein and has a sealing portion formed to seal the electrode assembly;
a lead film formed to cover a part of an outer surface of the electrode lead and interposed between the electrode lead and the case;
a vent region formed in at least a part of the sealing portion of the case other than a portion where the lead film is interposed;
a vent member that is inserted into the vent region and has a three or more layer structure including a first resin in a bottom layer, a second resin in a top layer, and a third resin in an intermediate layer;
The first resin is a resin having a lower melting point than a sealant resin of the sealing portion,
The melting point of the first resin is 90° C. or more and less than 100° C.,
The second resin has a melting point higher than that of the first resin,
The third resin has a higher melting point than the second resin.
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